木星，太陽系八大行星中體積最大、質量最重的一顆，有著「行星之王」的美稱。 它的體積是地球的1300倍，質量更是其他七大行星總和的2.5倍！如果把太陽系比喻成一個足球場，木星就如同一個籃球，而地球只是一個小小的彈珠。

木星的組成

木星主要由氫和氦組成，這兩種元素也是宇宙中最常見的物質。由於木星的引力非常強大，它能夠牢牢地抓住這些輕質氣體，因此木星的大氣層幾乎完全由氫和氦組成。也因為如此，木星上不太可能存在生命，因為生命需要複雜的化學物質和液態水才能生存。

木星的結構

木星的內部結構可以簡單分為三個部分：

大氣層 – 一個充滿驚奇的世界

木星的大氣層是太陽系內最為壯觀的大氣層之一，它充滿了各種奇特的現象。

木星大氣層主要由氫氣和氦氣組成，這與太陽的組成非常相似。除了氫和氦，木星大氣層中還含有少量的甲烷、氨、硫化氫和水等。這些物質的存在，使得木星的大氣層呈現出豐富多彩的顏色。

大氣層的結構

雲層： 木星大氣層最外層是厚厚的雲層，這些雲層由氨冰、硫化銨冰和水冰組成，不同的冰晶種類形成了木星表面色彩斑斕的雲帶和區域。

對流層： 雲層之下是對流層，這裡的溫度和壓力不斷升高，發生著劇烈的對流運動，形成了木星上著名的風暴系統。

大氣內部： 更深處的大氣中，溫度和壓力繼續升高，氫氣逐漸轉變為液態金屬氫。

木星大氣層的特色

1. 大紅斑

木星大紅斑是太陽系中最著名的風暴，它已經存在了數百年。大紅斑的形成原因至今仍是一個謎，但它可能是由木星大氣深處的熱量驅動的。

2. 條紋和帶狀結構

木星表面有許多平行於赤道的條紋和帶狀結構，這些條紋是由不同顏色的雲帶和區域組成的。

3.極光

木星的極光非常壯觀，是由太陽風中的帶電粒子與木星磁場相互作用產生的。

4. 熱輻射

木星向外輻射的熱量比它從太陽吸收的熱量還要多，這表明木星內部存在著一個熱源。

液態金屬氫

在大氣層之下，壓力極高，氫被壓縮成液態金屬氫，產生強大的磁場。

岩石核心

木星的核心可能是一個由岩石和冰組成的固態核心，但由於極高的溫度和壓力，它的狀態仍是個謎。

木星上的天氣

木星的大氣層非常活躍，上面有許多巨大的風暴和彩色雲帶。其中最著名的就是大紅斑，這是一個巨大的紅色漩渦，已經存在了數百年。木星上的風速非常快，有時可以達到每小時數百公里。

木星的大氣層擁有驚人的高速風，風速因地區和高度而異。在木星的雲層中，風速可以達到每小時 360公里至600公里，這比地球上最強的颶風風速還要高出數倍。

風速的變化

科學家根據光譜觀測木星雲層反射的光線，使用光譜儀分析其中的光波頻率。當雲層中的氣體向地球移動時，運用多普勒效應來測量光波出現藍移；當氣體遠離地球時，光波出現紅移。這些頻率的偏移量可以用來計算氣體的運動速度。

• 赤道地區：木星赤道附近的風速相對較快，平均風速可達每小時 540公里。這些強風沿著木星的東西方向運動，形成明顯的帶狀雲層結構，稱為氣流帶。

• 極地地區：相比之下，木星兩極的風速較低，但仍比地球的風速快得多，顯示出木星的風動力學範圍極其廣泛。

備註 :多普勒效應被用來測量木星大氣層中的風速，這是一種非常精確且有效的方法。透過觀測木星大氣中反射的光波或微波的頻率變化，科學家可以計算出木星雲層或大氣中氣體的相對運動速度。

大紅斑的風速

木星著名的大紅斑風暴中，風速尤其高。大紅斑內的氣旋風速可達每小時 700公里，是地球颶風風速的兩到三倍，並且這個風暴已經持續了至少350年。

木星的大氣風速是由其快速自轉（約9.9小時一周）和內部熱源驅動的。這些因素共同作用，形成了木星複雜而壯觀的大氣動態。

木星的特色

• 大紅斑： 木星最著名的特徵就是大紅斑，這是一個巨大的反氣旋風暴，已經持續了數百年。
• 強大磁場： 木星的磁場強度是地球的數十倍，形成了巨大的磁氣圈，捕獲了大量的帶電粒子，產生壯觀的極光。
• 眾多衛星： 木星擁有眾多的衛星，目前已知的有95顆。其中，伽利略衛星（木衛一、木衛二、木衛三、木衛四）是太陽系中最壯觀的衛星系統之一。
• 環系： 木星也有環系，不過不像土星環那麼明顯，主要由塵埃粒子組成。

木星的衛星

木星擁有眾多的衛星，其中最大的四顆衛星被稱為伽利略衛星，它們是意大利天文學家伽利略在1610年用自制的望遠鏡發現的。這些衛星的大小甚至比水星還要大。科學家們認為，這些衛星上可能存在液態水，甚至有可能孕育出簡單的生命形式。

木衛一（Io）： 太陽系火山活動最活躍的天體，表面布滿了硫磺火山。

木衛二（Europa）： 表面覆蓋著厚厚的冰層，被認為冰層下可能存在液態海洋，是尋找地外生命的重點目標之一。

木衛三（Ganymede）： 太陽系中最大的衛星，甚至比水星還要大。

木衛四（Callisto）： 表面坑坑窪窪，是太陽系中最古老的衛星之一。

除了伽利略衛星，木星還有許多較小的衛星。這些衛星大多數是近年來才被發現的，它們的軌道和形狀各異。

木星的形成與演化

科學家認為，木星是在太陽系形成初期，由大量氣體和塵埃聚集而成的。由於它的引力巨大，不斷吸引周圍的物質，最終成長為太陽系最大的行星。

太空人到木星會面臨什麼樣的挑戰？

假如一位太空人能裝備齊全，準備穿越木星的大氣層，將會經歷一場異常壯觀但也極端危險的旅程。首先，他將穿過木星迷人的彩色雲層，這些雲層可能主要由氨和甲烷組成。隨著深入，大氣中的氨雲會凝結成氨雨或氨雪，但這些「雨」和「雪」在到達木星深處前就會蒸發，釋放出大量電荷。與這些極端閃電相比，地球上的雷電顯得微不足道。

下降過程中，環境條件會迅速惡化。距離木星核心約8000公里時，大氣壓力已經驚人地增強。到達木星的「表面」後（雖然木星並沒有真正的固體表面），壓力足以讓太空人的體重變為原來的兩倍半。同時，大氣中完全缺乏氧氣，溫度低至攝氏零下140度，甚至比地球上任何自然存在的物質都還冷。

木星巨大的體積與驚人的自轉速度形成了強烈的離心力，使行星在兩極稍扁，赤道稍鼓。從木星上看，太陽看起來只是一顆微小的光點，每9.75小時升起和落下。儘管木星繞太陽一周需要11.56地球年，但因為距離太陽太遠，這顆行星上幾乎感受不到季節變化。

木星的極端條件和壯觀景象無疑讓它成為太陽系中最令人驚奇又危險的行星之一。